Guía docente de la asignatura

Física I

Curso 2021 / 2022
Fecha última actualización: 21/06/2021
Fecha de aprobación: 21/06/2021

Grado

Grado en Ingeniería Química

Rama

Ingeniería y Arquitectura

Módulo

Formación Básica

Materia

Física

Curso

1

Semestre

1

Créditos

6

Tipo

Troncal

Profesorado

Teoría

  • Guillermo Ramón Iglesias Salto. Grupos: A
  • Paola Sánchez Moreno. Grupos: A
  • Rosario Plaza Aguilera. Grupos: B

Prácticas

  • Laura Rodríguez Arco. Grupos: 2
  • Paola Sánchez Moreno. Grupos: 3
  • Rosario Plaza Aguilera. Grupos: 1, 4, 5 y 6

Tutorías

Guillermo Ramón Iglesias Salto

iglesias@ugr.es
  • Jueves de 11:30 a 14:30 (Despacho 9)
  • Martes de 11:30 a 14:30 (Despacho 9)

Paola Sánchez Moreno

paolasm@ugr.es
  • Lunes de 11:00 a 13:00 (Sala Pif)

Rosario Plaza Aguilera

rplaza@ugr.es
    Primer semestre
    • Lunes de 13:00 a 15:00 (Despacho 17)
    • Martes de 13:00 a 15:00 (Despacho 17)
    • de 13:00 a 15:00 (Despacho 17)
    Segundo semestre
    • Martes de 12:00 a 15:00 (Despacho 17)
    • Miércoles de 12:00 a 15:00 (Despacho 17)

Laura Rodríguez Arco

l_rodriguezarco@ugr.es
  • Martes de 9:30 a 11:30 (Despacho 12)

Prerrequisitos y/o Recomendaciones

Haber cursado: Física (2º de Bachillerato) y Matemáticas (2º de Bachillerato).

Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Grado)

  • Magnitudes, unidades y álgebra vectorial.
  • Mecánica de una partícula.
  • Dinámica de sistemas de partículas y del sólido rígido.
  • Movimiento oscilatorio.
  • Temperatura y calor. Propiedades térmicas de la materia.
  • Principios de la Termodinámica.

Competencias asociadas a materia/asignatura

Competencias generales

  • CG01  - Poseer y comprender los conocimientos fundamentales en materias básicas y tecnológicas, que les capacite para el aprendizaje de nuevos métodos y teorías, y les dote de versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones. 
  • CG02  - Saber aplicar los conocimientos de Ingeniería Química al mundo profesional, incluyendo la capacidad de resolución de cuestiones y problemas con iniciativa, toma de decisiones, creatividad y razonamiento crítico. 
  • CG03  - Adquirir la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes dentro del área de la Ingeniería Química, así como de extraer conclusiones y reflexionar críticamente sobre las mismas. 
  • CG04  - Saber transmitir de forma oral y escrita información, ideas, problemas y soluciones relacionados con la Ingeniería Química, a un público tanto especializado como no especializado. 
  • CG08  - Trabajo en equipo 
  • CG09  - Compromiso ético 
  • CG10  - Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica 

Competencias específicas

  • CE02  - Comprensión y dominio de los conceptos básicos sobre las leyes generales de la mecánica, termodinámica, campos y ondas y electromagnetismo y su aplicación para la resolución de problemas propios de la ingeniería. 

Resultados de aprendizaje (Objetivos)

Física I:

Al finalizar esta asignatura el alumno deberá: 

  • Calcular las dimensiones de las magnitudes físicas y comprobar la homogeneidad dimensional de cualquier ecuación utilizada en ciencias experimentales.
  • Utilizar correctamente los sistemas de unidades, especialmente el S. I.
  • Aplicar el álgebra vectorial a la dinámica de traslación y rotación de los cuerpos.
  • Identificar y calcular las fuerzas y momentos que causan los movimientos de sólidos y de sistemas oscilantes y relacionarlos con las magnitudes cinemáticas correspondientes.
  • Aplicar las leyes fundamentales de la termodinámica a procesos de conversión de la energía con especial énfasis en máquinas térmicas, frigoríficas y bombas de calor. 
  • Evaluar la cantidad de energía no utilizable en distintos tipos de máquinas térmicas.
  • Interpretar desde el punto de vista atómico -molecular las magnitudes y propiedades térmicas de la materia.
  • Obtener y analizar resultados experimentales a partir de ensayos de laboratorio. Presentar informes sobre los mismos con expresión correcta de los errores experimentales.

Programa de contenidos teóricos y prácticos

Teórico

TEMARIO TEÓRICO:

Tema 1. INTRODUCCIÓN. LAS MAGNITUDES FÍSICAS Y SU MEDIDA

  1. La Física como ciencia.

      2. Las magnitudes físicas.

            2.1. Magnitudes físicas.

            2.2. Naturaleza de las leyes fundamentales de la física. Constantes particulares y universales.

            2.3. Sistemas de unidades.

            2.4. Dimensiones de las magnitudes físicas. Fórmulas dimensionales.

            2.5. Homogeneidad de las ecuaciones físicas.

      3. Magnitudes escalares y vectoriales. Álgebra vectorial. Vectores deslizantes. 

 

Tema 2. MECÁNICA DE LA PARTÍCULA

  1. Cinemática de la partícula.

            1.1. Nociones básicas.

            1.2. Movimiento en una, dos o tres dimensiones.

            1.3. Movimiento rectilíneo uniforme. Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

            1.4. Movimiento circular.

      2. Dinámica de la partícula. Leyes de Newton.

      3. Teoremas de conservación.

            3.1. Teorema de conservación del momento lineal.

            3.2. Teorema de conservación de la energía mecánica.

                  3.2.1. Trabajo. Potencia.

                  3.2.2. Energía cinética.

                  3.2.3. Fuerzas conservativas. Energía potencial.

                  3.2.4. Conservación de la energía mecánica.

            3.3. Teorema de conservación del momento angular.

                  3.3.1. Momento de una fuerza.

                  3.3.2. Momento angular. Teorema de conservación.

      4. Ley de gravitación universal.

      5. Aplicaciones.

            5.1. Fuerzas de rozamiento.

            5.2. Fuerzas de tensión en cuerdas. 

 

Tema 3. DINÁMICA DE SISTEMAS DE PARTÍCULAS Y DEL SÓLIDO RÍGIDO

      1. Introducción: sistemas de partículas y sólido rígido.

      2. Dinámica de la traslación un sistema de partículas.

            2.1. Ecuación del movimiento. Centro de masas.

            2.2. Teorema de conservación del momento lineal total del sistema.

      3. Colisiones.

            3.1. Choque elástico.

            3.2. Choque inelástico.

            3.3. Choque parcialmente inelástico.

     4. Dinámica de la rotación de un sistema de partículas.

            4.1. Ecuación del movimiento.

            4.2. Teorema de conservación del momento angular.

     5. Dinámica del sólido rígido. 

            5.1. Traslación y rotación del sólido rígido.

            5.2. Rotación en torno un eje principal de inercia fijo. Momento de inercia.

            5.3. Rotación en torno a un eje principal de inercia móvil: movimiento de rodadura.

            5.4. Cálculo de momentos de inercia. Teorema de Steiner. Teorema de los ejes perpendiculares.

            5.5. Teorema de conservación del momento angular.

            5.6. Energía cinética de rotación. Teorema de conservación de la energía mecánica. 

 

Tema 4. ESTÁTICA Y ELASTICIDAD

      1. Introducción.

      2. Estados de equilibrio y tipos de fuerzas.

      3. Equilibrio del punto material.

            3.1. Equilibrio del punto material libre.

            3.2. Equilibrio de un punto con ligaduras. Principio de aislamiento.

      4. Equilibrio de un sólido rígido.

            4.1. Equilibrio de un sólido con ligaduras.

            4.2. Equilibrio de un sistema de sólidos.

      5. Centro de gravedad.

      6. Elasticidad.

            6.1. Esfuerzos mecánicos. Comportamiento elástico.

            6.2. Tracción-compresión longitudinal. Módulo de Young.

            6.3. Flexión.

            6.4. Contracción lateral. Coeficiente de Poisson.

            6.5. Compresión volumétrica. Módulo de compresibilidad.

            6.6. Cizalla. Módulo de rigidez.

      7. Elasticidad y plasticidad.

 

Tema 5. OSCILACIONES

      1. Introducción.

      2. Oscilaciones armónicas.

            2.1. Ecuación del movimiento.

            2.2. Energía cinética y potencial.

            2.3. Aplicaciones: péndulo simple, péndulo físico.

      3. Oscilaciones amortiguadas.

            3.1. Ecuación del movimiento.

            3.2. Amortiguamiento débil. 

            3.3. Disipación de energía.

            3.4. Amortiguamiento crítico.

            3.5. Sobreamortiguamiento.

      4. Oscilaciones forzadas y amortiguadas. 

            4.1. Ecuación del movimiento.

            4.2. Absorción de potencia. Resonancia. 

 

Tema 6. TEMPERATURA Y CALOR

      1. Introducción. Conceptos fundamentales.

      2. Temperatura y equilibrio térmico: principio cero de la termodinámica.

      3. Termómetros y escalas de temperatura.

      4. Termómetros de gas y escala Kelvin.

      5. Expansión térmica.

      6. Cantidad de calor. Calor específico. Capacidad calorífica.

      7. Calorimetría y cambios de fase.

      8. Mecanismos de transferencia de calor. 

 

Tema 7. PRIMER PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA

      1. Sistemas termodinámicos.

      2. Trabajo en termodinámica.

      3. Trabajo en los cambios de volumen.

      4. Energía interna y primer principio de la termodinámica.

      5. Tipos de procesos termodinámicos.

      6. Energía interna del gas ideal.

      7. Capacidad calorífica del gas ideal.

      8. Procesos adiabáticos de un gas ideal. 

 

Tema 8. EL SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINÁMICA. ENTROPÍA

      1. Entropía y segundo principio de la Termodinámica.

      2. Conversión de calor en trabajo y viceversa. Máquinas térmicas. Rendimiento térmico y coeficientes de operación.

            2.1. Máquina térmica.

            2.2. Máquina frigorífica.

            2.3. Bomba de calor.

      3. Escala termodinámica de temperaturas. El tercer principio de la termodinámica.

      4. Potenciales termodinámicos.

      5. Máquinas de combustión externa.

      6. Máquinas de combustión interna.

Práctico

TEMARIO PRÁCTICO:

Prácticas de Laboratorio:

  • Teoría de errores experimentales
  • Práctica 1. Estudio del péndulo: medida de g.
  • Práctica 2. Leyes de Newton.
  • Práctica 3. Caída libre de los cuerpos.
  • Práctica 4. Momento de inercia de un volante.
  • Práctica 5. Constante elástica de un muelle.
  • Práctica 6. Péndulo de Kater.
  • Práctica 7. Péndulo de torsión.
  • Práctica 8. Calibrado de un termómetro. Puntos fijos.
  • Práctica 9. Termómetro de gas a presión constante.
  • Práctica 10. Equivalente en agua de un calorímetro.
  • Práctica 11. Calor de fusión del hielo y calor específico de sólidos.
  • Práctica 12. Ley de Boyle.

Bibliografía

Bibliografía fundamental

  • De Juana JM. Física General 1. Pearson Prentice Hall. Madrid. 2003.
  • Delgado AV. Conceptos Clave en Mecánica. Anaya. Madrid. 2005.
  • Sears FW, Zemansky MW, Young HD, Freedman RA. Física Universitaria. 11ª edición. Addison Wesley. México. 2004.
  • Tipler PA, Mosca G. Física para la Ciencia y la Tecnología. Reverté. Barcelona. 2005. 
  • Young HD, Freedman RA, Sears FW, Zemansky MW. Física Universitaria, 12ª edición, Addison Wesley, México, 2009.

Bibliografía complementaria

  • Aguilar J. Curso de Termodinámica. Pearson. Madrid. 2002. 
  • Aguilar J, Casanova J. Problemas de Física. Saber. Valencia. 1966. 
  • Beer FP, Johnston Jr ER. Mecánica vectorial para ingenieros. McGraw Hill. Madrid. 1992. 
  • Boeker E, van Grondelle R. Environmental Physics. Wiley. Chichester, Reino Unido. 1995. 
  • Bueche FJ. Física General. McGraw Hill. Serie Schaum. Madrid. 1982. 
  • Carrington G. Basic Thermodynamics. Oxford University Press. Oxford. 1996. 
  • Criado-Sancho M, Casas-Vázquez J. Termodinámica Química y de los Procesos Irreversibles. Addison-Wesley Iberoamericana. Madrid 1997. 
  • González FA. La Física en problemas. Ed. Tébar. Albacete. 2000. 
  • Ortega MR. Lecciones de Física. Mecánica. Vols. 1-2-3. Edición del autor. Córdoba. 1992. 
  • Pardo G, González-Caballero F, Bruque JM. Mecánica. Paraninfo. Madrid. 1975. 
  • Penny RK. The Experimental Method. Longman. Londres. 1974.
  • Shames IH. Mecánica para Ingenieros. Estática. Prentice Hall. Madrid. 1998. 
  • Taylor JR. An introduction to Error Analysis University. 2ª edición. Science Books. Sausalito, California.1997. 
  • Tejerina F. Termodinámica. Paraninfo. Madrid. 1983. 
  • Van der Merwe CW. Física General. McGraw Hill. Serie Schaum. México. 1969.

Enlaces recomendados

Física con ordenador. Curso interactivo de Física en Internet. http://www.sc.ehu.es/sbwb/fisica/default.htm

Metodología docente

  • MD01  Lección magistral/expositiva 
  • MD02  Resolución de problemas y estudio de casos prácticos o visitas a industrias 
  • MD03  Prácticas de laboratorio o de campo 
  • MD05  Realización de trabajos o informes de prácticas 

Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)

Evaluación ordinaria

El método de evaluación de la convocatoria ordinaria puede ser:

  • Modalidad continua ó modalidad única.

La modalidad de evaluación continua constará de:

  • Examen escrito teórico-práctico de toda la asignatura. Ponderación 60 %. Competencias: CB1; CB2; CB3;CG01; CG02; CG03; CG04; CG09; CG10; CE02
  • Prácticas de laboratorio. Informes de resultados. Ponderación 20 %. Será necesario obtener un mínimo de 4 puntos para optar a aprobar la asignatura. Competencias: CG01, CG04, CG08; CB03, CB04, CG10, CE02
  • Ejercicios. Participación en actividades de clase. Examen Parcial Ponderación 20 %. Competencias: CG01, CG04, CG08; CB03, CB04, CG10, CE02

Evaluación extraordinaria

El método de evaluación de la convocatoria extraordinaria consistirá en:

  • Un examen final con preguntas teóricas y preguntas de tipo práctico, referidas a la materia impartida en el curso.

Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado.

Evaluación única final

La prueba de evaluación única final consistirá en:

  • Un examen final con preguntas teóricas y preguntas de tipo práctico, referidas a la materia impartida en el curso.

Información adicional

ESCENARIO A (ENSEÑANZA-APRENDIZAJE PRESENCIAL Y TELE-PRESENCIAL)

Horario (Según lo establecido en el POD)

Según lo establecido en el POD. Se adecuarán las mismas en función de flexibilidad horaria y a petición del estudiantado.

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

Correo electrónico institucional, foro en la plataforma PRADO Grado o video-llamadas por Google Meet.

Medidas de adaptación de la evaluación (Instrumentos, criterios y porcentajes sobre la calificación)

  • Se dará prioridad a la impartición de teoría en forma presencial y parte de los problemas se darán en forma no presencial, mediante la utilización de la plataforma institucional PRADO o video-llamadas grupal por Google Meet.
  • Se incluirán resúmenes de cada tema, que se publicarán con antelación en la plataforma institucional PRADO Grado, así como las correspondientes relaciones de problemas.
  • Las prácticas de Laboratorio se harán en forma presencial o virtual, en parejas o en forma individual en función de las circunstancias sanitarias y lo que dicte la UGR en su momento.

Evaluación ordinaria

Se realizará una evaluación continua a lo largo del curso mediante cuestiones y corrección de problemas:

  • Si es posible, se contempla la posibilidad de un examen parcial presencial a la mitad de la asignatura, o bien el seguimiento de diferentes ejercicios de problemas de forma virtual. Todo dependiendo de las condiciones sanitarias.
  • La calificación final de esta evaluación continua corresponderá al 20% de la nota final.
  • El examen final de toda la asignatura tendrá lugar, si la situación lo permite, de forma presencial. Si no fuese posible, las pruebas se realizarían a través de la plataforma PRADO examen, siguiendo las instrucciones que dicte la UGR en su momento.

La calificación final de la asignatura responderá al siguiente baremo:

  • (60%) examen final teórico-práctico.
  • (20%) prácticas de laboratorio, evaluando la actuación en el laboratorio y el desarrollo de los guiones por el alumno.
  • (20%) evaluación continua. Examen Parcial y participación en clase.

Evaluación extraordinaria

El método de evaluación de la convocatoria extraordinaria consistirá en:

  • Un examen final con preguntas teóricas y preguntas de tipo práctico, referidas a la materia impartida en el curso, en forma presencial, con las distancias de seguridad y de acuerdo con la normativa establecida por la UGR.
  • Si no fuese posible, la prueba se realizaría a través de la plataforma PRADO examen, siguiendo las instrucciones que dicte la UGR en su momento.

Evaluación única final

La prueba de evaluación única final consistirá en:

  • Un examen teórico-práctico en forma presencial, con las distancias de seguridad y de acuerdo con la normativa establecida por la UGR.
  • Si no fuese posible, la prueba se realizaría a través de la plataforma PRADO examen, siguiendo las instrucciones que dicte la UGR en su momento

ESCENARIO B (SUSPENSIÓN DE LA ACTIVIDAD PRESENCIAL)

Horario (Según lo establecido en el POD)

Según lo establecido en el POD. Se adecuarán las mismas en función de flexibilidad horaria y a petición del estudiantado.

Herramientas para la atención tutorial (Indicar medios telemáticos para la atención tutorial)

Correo electrónico institucional, foro de la plataforma PRADO y/o videollamadas

Medidas de adaptación de la evaluación (Instrumentos, criterios y porcentajes sobre la calificación)

Se le proporcionará al alumno, mediante la plataforma PRADO, información teórica y práctica de los temas de la asignatura. Estos se explicarán mediante vídeos grabados o videoconferencias y se propondrá la realización de ejercicios por parte del alumnado, todo en el horario oficial establecido para la asignatura.

Evaluación ordinaria

El método de evaluación de la convocatoria ordinaria consistirá en:

  • Un examen final, en la plataforma PRADO Examen, con preguntas teóricas y preguntas de tipo práctico, referidas a la materia impartida en el curso.

La calificación final responderá al siguiente baremo:

  • (50%) el examen final de la parte teórica y problemas de la asignatura.
  • (20%) evaluación de las prácticas.
  • (30%) evaluación continua de los problemas propuestos.

Evaluación extraordinaria

El método de evaluación de la convocatoria extraordinaria consistirá en un examen final, en la plataforma institucional PRADO Examen, con preguntas teóricas y preguntas de tipo práctico, referidas a la materia impartida en el curso, y siguiendo las instrucciones que dicte la UGR en su momento.

Evaluación única final

La prueba de evaluación única final consistirá en un examen teórico-práctico en plataforma institucional PRADO Examen.